一种油水井压裂、酸化返排液处理设备的制作方法
【专利摘要】本实用新型提出了一种油水井压裂、酸化返排液处理设备，通过各装置的连接月配合，将返排液进行除砂、过滤、调PH、气液分离、离心等操作步骤，可以将初期返排液处理到进油田污水系统的程度，不会给现有污水系统造成冲击，也可以将后期返排液脱酸、除砂、脱水，满足进入原油外输系统需求，同时，设备结构紧凑，车载可移动式装备，便于异地搬迁、安装等。
【专利说明】一种油水井压裂、酸化返排液处理设备
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及化工工艺及设备领域，特别是指一种油水井压裂、酸化返排液处
理设备。
【背景技术】
[0002]在油气田开发过程中，压裂、酸化是常用的原油采收率增产手段。但是在压裂、酸化作业后，注入的压裂、酸化液需要返排回地面，这类液体统称为返排液。返排过程分为两个阶段，第一阶段，以高含酸、含固的含油废水为主，每口压裂/酸化井每天排放废水几百到上千方。这些污水一般就近存放在井场周边，由于废水具有分散和不连续的特点，难以统一集中处理。第二个阶段返排的液体主要为含砂和含酸的原油采出液，这类原油不适于直接进入原油外输系统，以往都是将这部分原油直接在现场进行焚烧，直到开采出来的原油满足进系统要求后才停止焚烧送入外输管道系统，焚烧的处理方法，不仅浪费宝贵的原油资源，并且对环境带来很大的危害。
[0003]为了适应当前油气田开发过程中产生的有机废水治理的新形势，针对油气田压裂酸化返排液的组成及特征，必须研究开发能综合处理两个阶段不同性质返排液的就地污染控制处理工艺与装备。目前，国内外关于这些分散式井场废水的处置方式较为常用的方式是分散收集、集中处置，并且只是针对第一阶段废水的简单处理，对于第二阶段国内没有任何处理技术见诸报端。基于上述原因，针对油气田开发的污染特征，以污染物排放点为单位进行污染物就地处理，建立分散式处理系统与污染控制模式是当今油田污染控制的重要途径。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的是提出一种油水井压裂、酸化返排液处理设备，旨在实现上述工艺手段，解决或者减缓上述提到的问题
[0005]本实用新型的技术方案是这样实现的:
[0006]一种油水井压裂、酸化返排液处理设备，包括通过管道依次连接的以下装置:旋流除砂器、过滤器、管道混合器、气液分离器、油水提升泵、卧螺离心机、缓冲罐和油水外输泵，还包括碱加药装置，所述碱加药装置通过管道连接到所述管道混合器与所述气液分离器之间的管道上，并且所述气液分离器与所述脱气缓冲罐的上端均通过排气管道连接气体除液器，所述气体除液器再与火炬进行连接，所述卧螺离心机还连接有为其提供冲洗水的水罐。
[0007]进一步，所述气液分离器上还设有PH自动检测器，所述PH自动检测器与所述碱加药装置连接。
[0008]进一步，在所述气液分离器与所述油水提升泵之间还通过管道连接有电加热器和脱气缓冲罐，所述脱气缓冲罐的上端通过排气管道连接所述气体除液器。
[0009]进一步，在所述油水提升泵与所述卧螺离心机之间还设有超声波破乳机。
[0010]进一步，所述油水井压裂、酸化返排液处理设备还包括通过管道连接在所述超声波破乳机与所述卧螺离心机之间的管道上的絮凝剂加药装置、混凝剂加药装置。
[0011 ] 进一步，在所述油水外输泵后还管道连接有三相离心机。
[0012]进一步，所述油水井压裂、酸化返排液处理设备还包括与需电装置进行电连接的柴油发电机组。
[0013]进一步，所述油水井压裂、酸化返排液处理设备还包括为仪表提供压缩空气的空气压缩机撬。
[0014]进一步，所述油水井压裂、酸化返排液处理设备还包括第一拖车和第二拖车，所述第一拖车上设有所述旋流除砂器、所述过滤器、所述管道混合器、所述气液分离器、所述电加热器、所述脱气缓冲罐、所述油水提升泵、所述超声波破乳机、所述卧螺离心机、所述缓冲罐、所述油水外输泵、所述水罐、所述气体除液器、所述火炬、所述碱加药装置、所述聚丙烯酰胺加药装置、所述聚合铝加药装置和所述三相离心机，所述第二拖车上设有所述柴油发电机组和所述空气压缩机撬。
[0015]进一步，所述第一拖车设有上、下层平台，其中所述卧螺离心机设于上层平台，所述气液分离器、所述脱气缓冲罐、所述气体除液器及所述碱加药装置、所述聚丙烯酰胺加药装置和所述聚合铝加药装置的加药泵均贯穿过上层平台布置；所述旋流除砂器、所述过滤器、所述管道混合器、所述电加热器、所述油水提升泵、所述超声波破乳机、所述缓冲罐、所述油水外输泵、所述水罐、所述火炬和所述三相离心机设备布置在下层平台。
[0016]进一步，所述第二拖车上还设有中控室和休息室。
[0017]所述油水井压裂、酸化返排液处理设备，采用以下工艺步骤进行工作:
[0018](I)将返排液进行除砂、过滤；
[0019](2)将过滤后的返排液进行PH调节，至中性；
[0020](3)将返排液进行气液分离；
[0021](4)将脱气后的返排液进行离心，收集离心后的得到的油水混合物。
[0022](5):将油水混合物进行分离。
[0023]进一步，在步骤(3)与步骤(4)之间，还有以下步骤:
[0024]a、将气液分离后的返排液进行升温，至60°C ;
[0025]b、升温完成后进行脱气。
[0026]C、在脱气后进行超声破乳；
[0027]d、超声破乳后的返排液加入絮凝剂和混凝剂。
[0028]本实用新型的有益效果为:本实用新型还提出了一种油水井压裂、酸化返排液处理设备，通过各装置的连接于配合，完成将返排液进行除砂、过滤、调PH、气液分离、离心等操作步骤，可以将初期返排液处理到进油田污水系统的程度，不会给现有污水系统造成冲击，也可以将后期返排液脱酸、除砂、脱水，满足进入原油外输系统需求，因此，既可以解决返排液处置不当带来的环境污染问题又可以回收原油，经济效益与社会效益兼备。
【专利附图】
【附图说明】
[0029]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0030]图1为本实用新型一种油水井压裂、酸化返排液处理工艺及设备的一个实施例中第一拖车平面结构示意图；
[0031]图2为实用新型一种油水井压裂、酸化返排液处理工艺及设备的一个实施例中第二拖车平面结构示意图；
[0032]图3为实用新型一种油水井压裂、酸化返排液处理工艺及设备中主要工艺流程走向及主要装置连接关系示意图。
【具体实施方式】
[0033]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0034]如图1、图2和图3所示，
[0035]一种油水井压裂、酸化返排液处理设备，包括通过管道依次连接的以下装置:旋流除砂器1、过滤器2、管道混合器3、气液分离器4、油水提升泵7、卧螺离心机9、缓冲罐10和油水外输泵11，还包括碱加药装置15，碱加药装置15通过管道连接到管道混合器3与气液分离器4之间的管道上，并且气液分离器4的上端通过排气管道连接气体除液器13，气体除液器13再与火炬14进行连接，卧螺离心机9还连接有为其提供冲洗水的水罐12。
[0036]进一步，气液分离器4上还设有PH自动检测器，PH自动检测器与碱加药装置15电连接。
[0037]进一步，在气液分离器4与油水提升泵7之间还通过管道连接有电加热器5和脱气缓冲罐6，脱气缓冲罐6的上端通过排气管道连接气体除液器13。
[0038]进一步，在油水提升泵7与卧螺离心机9之间还设有超声波破乳机8。
[0039]进一步，该油水井压裂、酸化返排液处理设备还包括通过管道连接在超声波破乳机8与卧螺离心机9之间的管道上的絮凝剂加药装置16、混凝剂加药装置17。
[0040]进一步，在油水外输泵11后还管道连接有三相离心机20。
[0041]进一步，该油水井压裂、酸化返排液处理设备还包括与需电装置进行电连接的柴油发电机组19。
[0042]进一步，该油水井压裂、酸化返排液处理设备还包括为仪表提供压缩空气的空气压缩机撬18。
[0043]进一步，该油水井压裂、酸化返排液处理设备还包括第一拖车和第二拖车，第一拖车上设有旋流除砂器1、过滤器2、管道混合器3、气液分离器4、电加热器5、脱气缓冲罐6、油水提升泵7、超声波破乳机8、卧螺离心机9、缓冲罐10、油水外输泵11、水罐12、气体除液器13、火炬14、碱加药装置15、絮凝剂加药装置16、混凝剂加药装置17和三相离心机20，第二拖车上设有柴油发电机组19和空气压缩机撬18。
[0044]进一步，第一拖车设有上、下层平台，其中卧螺离心机9设于上层平台，气液分离器4、脱气缓冲罐6、气体除液器13及碱加药装置15、絮凝剂加药装置16和混凝剂加药装置17的加药泵均贯穿过上层平台布置；旋流除砂器1、过滤器2、管道混合器3、电加热器5、油水提升泵7、超声波破乳机8、缓冲罐10、油水外输泵11、水罐12、火炬14和三相离心机20
布置在下层平台。
[0045]进一步，第二拖车上还设有中控室22和休息室21。
[0046]油水井压裂、酸化返排液处理设备，采用以下工艺步骤进行工作:
[0047](I)将返排液进行除砂、过滤；
[0048](2)将过滤后的返排液进行PH调节，至中性；
[0049](3)将返排液进行气液分离；
[0050](4)将脱气后的返排液进行离心，收集离心后的得到的油水混合物。
[0051](5):将油水混合物进行三相分离
[0052]进一步，在步骤(3)与步骤(4)之间，还有以下步骤:
[0053]a、将气液分离后的返排液进行升温，至60°C ;
[0054]b、升温完成后进行脱气。
[0055]C、在脱气后进行超声破乳；
[0056]d、超声破乳后的返排液加入絮凝剂和混凝剂。
[0057]现在，实用新型人根据一个具体实施案例，就该油水井压裂、酸化返排液处理工艺的具体操作以及各装置间的配合和作用做一详细的描述:本案例为对国外中东一油田的压裂返排液处理，返排液进入旋流除砂器1，作用是将返排液中的砂除去，返排液中的砂经过旋流除砂器I处理后由除砂器底部排出，然后通过过滤器2过滤后，液体经管道混合器3与碱液中和后进入气液分离器4，气液分离器4的作用是脱去油井采出液中的伴生气，同时具备PH值自动检测功能，可将检测信号反馈至碱加药系统15，调节加药泵的开关实现自动加药，在气液分离器4的作用下返排液脱去其中的伴生气，油水混合物经过电加热器5升温，作用是将含水原油温度升至60°C，满足卧螺离心机9的操作要求，油水混合物经过电加热器，温度由40°C升至60°C，再次经过脱气缓冲罐6再次脱气，脱气后的采出液经油水提升泵7送入超声波破乳机8与混凝剂、絮凝剂混合，本实施例中，混凝剂为聚合铝，絮凝剂为聚丙烯酰胺，经过超声波破乳机8高频振荡，主要是利用超声波的机械震动作用和热作用，降低油-水界面膜的机械强度和降低原油粘度，实现破乳的作用，加速油、水、固三相分离，再进入卧螺离心机9脱除小颗粒固体，污泥外排，脱除固体后的油水混合物进入缓冲罐10，经油水外输泵11升压后输送至主工艺流程，水罐12负责为离心机提供冲洗水，气液分离器4和脱气缓冲罐6脱出的气体经过气体除液器13脱除凝液后，送至火炬14燃烧；也可根据需要，在油水混合物进入缓冲罐10经油水外输泵11升压后，送入三相离心机20，进行油水精细分离，分离出的原油可以达到外输要求，分离出的水可外排，定期排渣。
[0058]采用上述设备处理后的废水、原油均满足外输要求，减少环境污染，经济效益与社会效益兼备。
[0059]该油水井压裂、酸化返排液处理设备配备的化学药剂撬包括碱加药装置15、絮凝剂加药装置16和混凝剂加药装置17，碱是为了中和采出液中的酸，防止酸对设备及系统管路的腐蚀，絮凝剂和混凝剂则有利于卧螺离心机9的处理，同时该设备还配套有空气压缩机撬18用于提供系统仪表用压缩空气，及柴油发电机组19，本实施例中包括柴油罐和柴油发电机，为该设备提供电力供应。
[0060]上述装置布置在两辆移动车上，即第一拖车和第二拖车，为车载可移动式，便于异地搬迁、就地安装于运行。
[0061]其中，第一拖车尺寸为:15m*3m*5.2m，第二车拖车尺寸为:15m*3m*5.4m。第一拖车和第二拖车还装配必需的连接管线、阀门、仪表等其他附属材料。
[0062]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种油水井压裂、酸化返排液处理设备，其特征在于，包括通过管道依次连接的以下装置:旋流除砂器、过滤器、管道混合器、气液分离器、油水提升泵、卧螺离心机、缓冲罐和油水外输泵，还包括碱加药装置，所述碱加药装置通过管道连接到所述管道混合器与所述气液分离器之间的管道上，并且所述气液分离器与所述脱气缓冲罐的上端均通过排气管道连接气体除液器，所述气体除液器再与火炬进行连接，所述卧螺离心机还连接有为其提供冲洗水的水罐。
2.如权利要求1中所述油水井压裂、酸化返排液处理设备，其特征在于:所述气液分离器上还设有PH自动检测器，所述PH自动检测器与所述碱加药装置连接；所述气液分离器与所述油水提升泵之间还通过管道连接有电加热器和脱气缓冲罐，所述脱气缓冲罐的上端通过排气管道连接所述气体除液器；所述油水提升泵与所述卧螺离心机之间还设有超声波破乳机。
3.如权利要求2中所述油水井压裂、酸化返排液处理设备，其特征在于:还包括通过管道连接在所述超声波破乳机与所述卧螺离心机之间的管道上的絮凝剂加药装置、混凝剂加药装置；在所述油水外输泵后还管道连接有三相离心机。
4.如权利要求3中所述油水井压裂、酸化返排液处理设备，其特征在于:还包括与需电装置进行电连接的柴油发电机组以及为仪表提供压缩空气的空气压缩机撬。
5.如权利要求4中所述油水井压裂、酸化返排液处理设备，其特征在于:还包括第一拖车和第二拖车，所述第一拖车上设有所述旋流除砂器、所述过滤器、所述管道混合器、所述气液分离器、所述电加热器、所述脱气缓冲罐、所述油水提升泵、所述超声波破乳机、所述卧螺离心机、所述缓冲罐、所述油水外输泵、所述水罐、所述气体除液器、所述火炬、所述碱加药装置、所述聚丙烯酰胺加药装置、所述聚合铝加药装置和所述三相离心机，所述第二拖车上设有所述柴油发电机组和所述空气压缩机撬。
6.如权利要求5中所述油水井压裂、酸化返排液处理设备，其特征在于:所述第一拖车设有上、下层平台，其中所述卧螺离心机设于上层平台，所述气液分离器、所述脱气缓冲罐、所述气体除液器及所述碱加药装置、所述聚丙烯酰胺加药装置和所述聚合铝加药装置的加药泵均贯穿过上层平台布置；所述旋流除砂器、所述过滤器、所述管道混合器、所述电加热器、所述油水提升泵、所述超声波破乳机、所述缓冲罐、所述油水外输泵、所述水罐、所述火炬和所述三相离心机设备布置在下层平台。
7.如权利要求5中所述油水井压裂、酸化返排液处理设备，其特征在于:所述第二拖车上还设有中控室和休息室。
【文档编号】E21B43/27GK203559892SQ201320302533
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2013年5月29日 优先权日:2013年5月29日
【发明者】黄松, 白明垠, 丁琳, 林洪科, 张维 申请人:北京惠博普能源技术有限责任公司, 大庆惠博普石油机械设备制造有限公司